【摘 要】
：
镁合金具有密度小、比强度高、易回收等优点,其中Mg-RE-Zn系列合金是常见的高强镁合金之一,具有优异的力学性能和生物抗腐蚀性能,在武器装备、电子产品等领域得到了广泛的应用。但该系列合金的高温抗氧化性能较差,不利于在高温零件中的应用。镁合金的燃烧、爆炸将会带来巨大的损失。合金化是改善合金性能的有效手段,大量研究表明加入适量碱土元素Ca或稀土元素Yb不仅可以改善镁合金的力学性能,还有利于提高镁合金的
论文部分内容阅读
镁合金具有密度小、比强度高、易回收等优点,其中Mg-RE-Zn系列合金是常见的高强镁合金之一,具有优异的力学性能和生物抗腐蚀性能,在武器装备、电子产品等领域得到了广泛的应用。但该系列合金的高温抗氧化性能较差,不利于在高温零件中的应用。镁合金的燃烧、爆炸将会带来巨大的损失。合金化是改善合金性能的有效手段,大量研究表明加入适量碱土元素Ca或稀土元素Yb不仅可以改善镁合金的力学性能,还有利于提高镁合金的燃点。本文在Mg-Gd-Y-Zn（MGYZ）合金中添加不同含量Ca或者Yb,以及复合添加两种元素,制得铸态、固溶态和挤压态合金,以探讨这两种元素对合金力学性能和阻燃性能的影响。通过X射线衍射分析（XRD）、扫描电子显微镜分析（SEM）、电子背散射衍射分析（EBSD）等技术来分析合金的显微组织,并分析不同含量Ca或者Yb对MGYZ合金力学性能和阻燃性能的作用机理,以获得能满足高力学性能和高阻燃性能的合适的Ca/Yb元素添加量,为进一步研究兼具高力学性能和高阻燃性能的镁合金提供理论数据依据。具体包括:首先,对于Mg-1Gd-1Y-0.2Zn-x Ca（x=0,0.3,0.6,0.9,1.2,at.%）合金,与MGZY合金相比,含Ca合金的第二相数量明显增多,ZCa9合金中第二相的体积分数达到了38.4%,而ZCa3合金的晶粒尺寸减少了4.5μm。另外,含Ca合金的再结晶晶粒体积分数相比MGZY合金最多提高了11.4%,而织构强度最高下降17.1。此外,Ca较大的生长限制因子、在固液界面产生的成分过冷以及含Ca第二相的“钉扎”作用,阻碍了晶粒的长大,有效提高了合金的屈服强度以及抗拉强度,两者最高分别达到279.6 MPa、337.2 MPa。但是在ZCa12合金中,含Ca的第二相在晶界处析出并形成网状结构,使得合金的屈服强度降低至263.3 MPa。此外,对Mg-1Gd-1Y-0.2Zn-x Ca的燃点测试结果表明,含Ca合金的燃点得到了显著提高,其中ZCa12合金的燃点最高达到了811.1℃,相较于MGZY合金提高74℃。分析表明,Ca和Mg、Y可以在合金表面形成了致密度更高的Mg O-Y2O3-Ca O复合氧化层,且Ca O颗粒填补了氧化层间的孔隙,有效的阻碍了氧化反应的发生。其次,在Mg-1Gd-1Y-0.2Zn-x Yb（x=0,0.3,0.6,0.9,1.2,at.%）合金中,Yb的添加可以有效细化MGYZ合金的晶粒尺寸,且含Yb量越大,晶粒的平均尺寸越小。但合金中Yb会在晶界处析出形成网状结构,削弱了合金的力学性能,其中ZYb12合金的屈服强度和抗拉强度分别下降至213.24 MPa、280.47 MPa。此外,Yb的添加促进了合金动态再结晶过程,弱化了织构,再结晶晶粒体积分数最高达到98.1%,织构强度最低下降至3.25。Yb的添加改善了Mg-1Gd-1Y-0.2Zn-x Yb合金的阻燃性能,且合金的燃点随着Yb添加量的增多而逐渐提高,其中ZYb12合金的燃点达到了825.4℃。Yb可以和Mg、Y在合金表面形成Mg O-Y2O3-Yb2O3复合氧化层,这些致密度系数高的氧化层,推动了Mg-1Gd-1Y-0.2Zn-x Yb合金阻燃性能的提升。最后,在MGYZ合金中复合添加Ca和Yb制备得到Mg-1Gd-1Y-0.2Zn-x Ca-（0.9-x）Yb（x=0.3,0.45,0.6,at.%）合金,以探究Ca+Yb复合添加对MGYZ合金力学性能和阻燃性能的影响规律。研究结果表明,Ca对力学性能的改善效果优于Yb,但是其对燃点的提高不如Yb的影响效果明显。具体表现为ZCa3Yb6合金具有最高的燃点,为850.9℃;而ZCa6Yb3合金具有最高的屈服强度,为234.67 MPa。
其他文献
模糊视频复原长期以来一直是计算机视觉和数字图像处理领域的热点课题,保证模糊视频的高质量复原对于日常生活、医疗科学、安全监控等各个领域都有着重要意义。运动模糊是模糊视频中最常见的类型,早期对运动模糊视频的复原研究通常是将视频简化为单帧模糊图像进行复原,这类研究方法利用帧内信息,而忽略了帧间的互补信息。近年来,卷积神经网络用于运动模糊视频盲复原已经取得了较好的效果,这类方法可以有效利用视频邻近帧之间内
随着微电子行业制造工艺的提高,板上芯片等电子器件朝着集成化、微型化的方向发展。伴随这一趋势的是芯片等电子器件的发热量持续增加,若不将这些热量及时散走,将对器件甚至整个系统造成影响。因此,散热问题已经成为目前微电子领域的首要问题。目前针对电子器件的散热方式中,大部分是通过外加散热器,具有体积较大、重量大且与板上器件难以集成等缺点。微流道热沉（Microchannel heat sink,MCHS）由
荧光光谱检测技术是一项关键的光电检测技术,该技术的实现离不开荧光材料。在荧光材料中,量子点具有优异的物化性质与光学特性。碳量子点与钙钛矿量子点作为两类新型量子点,凭借着优异的光学性质自发现以来就备受瞩目,但在一定程度上缺乏稳定性。因此,可以利用修饰、掺杂或包覆等手段对碳量子点与钙钛矿量子点进行操作,得到光学性能与稳定性俱佳的量子点基材料。基于量子点的荧光传感方式与荧光光谱检测技术,利用量子点基材料
在半导体加工和微纳器件加工制作过程中光刻是非常重要的一个技术,而光刻技术的发展离不开工件台系统的发展。工件台位置的精密检测直接影响光刻的套刻精度和产率。因此研制一套检测精度高、性能稳定的工件台位置精密检测系统,能够促进光刻技术的发展。本文通过分析光刻中掩膜版和硅片的位置关系及其光学模型,设计了基于光纤白光干涉测量技术的微间隙动态检测系统,用于检测掩膜版-硅片间的绝对间隙。首先,对显微测量技术、电学
针对康复医疗、训练领域中,对灵活便携性、可靠高效性的需求,需要实现传感器数量趋于少量化和训练动作的有效识别。从目前大多数研究现状来看,基于惯性传感器的动作识别技术通常采用多个节点进行动作捕获,对动作识别的研究主要集中于数据离线处理、使用复杂算法训练获取高识别率,对于实时性强和低硬件性能的动作识别研究还比较少。因此,本文设计提出基于惯性传感器的单点感测方案,以实现低成本、便携使用和强实时性。本文主要
压电宏纤维复合材料（Macro fiber composites,MFC）执行器是一种新型柔性微位移执行器,具有质量轻、柔韧性高、驱动力大的优点,被广泛应用于航空航天、交通运输、智能仿生和工业自动化控制等领域,但其宽频带输入-输出特性呈现较强的非线性特性,这会影响其构成的致动系统的控制精度。研究分析压电MFC执行器宽频带输入-输出特性并建立模拟方法,是实现压电MFC执行器致动系统宽频带高精度非线性
液相样品离散化是生物、化学分析或者微纳米材料合成、药物颗粒制备中的重要步骤,通过离散化技术将一个样本分成大量等体积的微液滴,一方面可以达到液滴中靶标单分子的富集,降低背景信号的干扰;另一方面,每一个微液滴均可视为独立的反应器,是原反应体系极大的“缩小”,可以大幅减少样本的浪费。工业上比较常见的液相样品离散化方法具有规模化制备微液滴的优势,但是无法精确地调控微液滴,且重复性较差,也难以应用于微量样品
随着5G通信技术的发展,通信频段的演进对于声学滤波器的性能指标要求越来越高,同时,不断小型化及模组化的发展趋势对双工器的设计提出挑战;而已有的研究主要关注的单滤波器的设计与优化,对于双工器的设计研究较少,而当下双工器设计中仍然存在隔离度及功率容量提高困难的问题,本文针对双工器设计中隔离度提高难题展开研究。本文基于耦合模模型在Advanced Design System（ADS）中建立起声学谐振器响
基于分布式麦克阵列的声源定位系统因为其传感器节点布置灵活、阵列尺寸小、包含的空间位置信息多、抗干扰能力强、容错性好以及定位精度高等优势,在军事、工业以及民生领域都具有广泛应用前景。然而,麦克阵列的个数及布置方式、定位算法和实际环境中噪声与混响等因素都会影响分布式定位系统的速度和精度。为了满足城市安防以及地震、火灾等由远及近的特殊搜救场所的迫切需求,本文研究了一种兼具速度和精度优势的分布式麦克阵列二
现代战争中,火炮作为陆军的主要火力输出装备之一,其打击精度至关重要。在某新型火炮的研发过程中,弹丸出膛姿态的测量对于提升新型火炮的打击精度具有重要意义。然而,在新型火炮发射过程中,由于弹丸出膛瞬间速度极快,同时伴随着火光干扰,传统的弹丸姿态测量技术在此复杂环境下难以实现对弹丸姿态的精确测量。为解决上述问题,本文主要进行了如下研究:（1）对比分析并采用了基于三目视觉的弹丸姿态测量技术,研究了测量过程